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请教一个三角形中的最值问题,先谢谢了!

10.在$\triangle ABC$中,满足$A=2B$,$C$是钝角,三边长$a$、$b$、$c$均为整数,求$\triangle ABC$周长的最小值

又要重新打翻译……
$a$, $b$, $c\in\mbb N^+$, $(a+b)^2>c>a^2+b^2$, $a^2=b(b+c)$,求 $a+b+c$ 最小值。
基本信息:kuing,GG,19880618~?,地道广州人,高中毕业,无业游民,不等式爱好者,论坛混混;
现状:冇钱又冇样、冇型又冇款、冇身材又冇文采、冇学历又冇能力、冇高度冇速度冇力度兼夹冇野做!(粤语)

只会笨方法
\[a^2=b(b+c) \riff \left\{\begin{aligned}
&c=\frac{a^2}b-b,\\
& b\mid a^2,
\end{aligned}\right.\]
代入 $(a+b)^2>c^2>a^2+b^2$ 中化简可以得到
\[2>\frac ab>\sqrt 3,\]
通过由小到大寻找,可以找到同时满足 $2>a/b>\sqrt 3$ 且 $b\mid a^2$ 的最小的正整数 $a$ 是 $28$(其实也不是很麻烦,因为有很多数很容易排除,比如质数显然不符合可以直接跳过),所以
\[a+b+c=a+\frac{a^2}b>a+\sqrt3a\geqslant 28+\sqrt3\cdot28\approx 76.4974,\]
所以有
\[a+b+c\geqslant 77,\]
当 $a=28$, $b=16$, $c=33$ 时满足所有条件且 $a+b+c=77$,所以 $a+b+c$ 的最小值为 $77$。
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本帖最后由 hongxian 于 2012-11-21 19:22 编辑

把答案整理一下发上来看一下!
10.在$\triangle ABC$中,满足$A=2B$,$C$是钝角,三边长$a$、$b$、$c$均为整数,求$\triangle ABC$周长的最小值。
解:因为$C=\pi -A-B=\pi -3B>\frac{\pi }{2}$,所以$B<\frac{\pi }{6}$,$\cos B>\frac{\sqrt{3}}{2}$且$\cos B$为有理数
令$\cos B=\frac{n}{m}$,$m>n$,$m$,$n\in N^*$,且$(m,\ n)=1$
由$\left\{ \begin{matrix}
   \frac{n}{m}>\frac{\sqrt{3}}{2}  \\
   \frac{n}{m}<1  \\
\end{matrix} \right.\Rightarrow \frac{\sqrt{3}}{2}m<n<m$,又$m,n\in N^*$所以$m-\frac{\sqrt{3}}{2}m>1\Rightarrow m>4+2\sqrt{3}>7\Rightarrow m\geqslant 8$
又$c=\frac{b}{\sin B}\cdot \sin 3B=b(3-4{{\sin }^{2}}B)=b(4{{\cos }^{2}}B-1)=b\left( \frac{4{{n}^{2}}}{{{m}^{2}}}-1 \right)$
故$\frac{4bm}{{{m}^{2}}}$为整数,又$(m,\ n)=1$,则$\frac{4b}{{{m}^{2}}}$为整数。由$m\geqslant 8$,故$b\geqslant 16$
又$\cos B>\frac{\sqrt{3}}{2}$,所以$c>16\left[ 4{{\left( \frac{\sqrt{3}}{2} \right)}^{2}}-1 \right]=32$,所以$c\geqslant 33$
$a=\frac{b\sin 2B}{\sin B}=2b\cos B\ge 2\times 16\times \frac{\sqrt{3}}{2}=16\sqrt{3}>27$,所以$a\geqslant 28$
即$a+b+c\geqslant 28+16+33=77$
且当$a=28$,$b=16$,$c=33$时,由余弦定理得:$\cos A=\frac{17}{32}$,$\cos B=\frac{7}{8}$
故$\cos A=\cos 2B=2{{\cos }^{2}}B-1$,$A=2B$,$\cos B=\frac{7}{8}>\frac{\sqrt{3}}{2}$,$B<\frac{\pi }{6}$,$A<\frac{\pi }{3}$,$C>\pi -\frac{\pi }{6}-\frac{\pi }{3}=\frac{\pi }{2}$
即$a=28$,$b=16$,$c=33$符合条件,$\triangle ABC$周长的最小值为77.
.

原来 $a\geqslant28$ 的证明可以这么简单,那样将两个解法结合起来就可以更简单了。
基本信息:kuing,GG,19880618~?,地道广州人,高中毕业,无业游民,不等式爱好者,论坛混混;
现状:冇钱又冇样、冇型又冇款、冇身材又冇文采、冇学历又冇能力、冇高度冇速度冇力度兼夹冇野做!(粤语)

1# hongxian


呵呵,18D不是关了吗?怎么16号可以发帖?

6# 力工


这可是18D之后的第一贴,之前还被shan了一次!

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